水稻耐高溫遺傳基礎(chǔ)研究及基因表達譜分析.pdf

1、隨著“溫室效應(yīng)”不斷加劇，全球氣候極速變暖，全球許多國家和地區(qū)都在一定的程度上遭受高溫危害，高溫已經(jīng)成為限制水稻生產(chǎn)的主要環(huán)境因子之一。高溫不僅會導(dǎo)致水稻大量減產(chǎn)和稻米品質(zhì)的降低，而且會使水稻整個種植制度發(fā)生改變。相對于其他的逆境因子，水稻耐高溫遺傳研究起步較晚且遺傳機制較為復(fù)雜，其易受環(huán)境影響，是導(dǎo)致水稻耐高溫遺傳基礎(chǔ)研究及耐高溫育種工作相對緩慢的主要原因，提高水稻品種的耐高溫性以及加強耐高溫遺傳研究是今后提高水稻耐高溫的主要方向之一

2、。另一方面，隨著水稻全基因組測序的完成和基因芯片技術(shù)的發(fā)展，利用基因芯片技術(shù)通過全基因組對不同逆境條件、不同組織器官進行基因表達譜分析，了解基因在不同逆境條件下、不同組織中的表達模式，尋找和發(fā)現(xiàn)與抗逆相關(guān)基因，為水稻耐高溫基因的分子克隆提供有利的理論依據(jù)。
　　 本研究主要包括3個方面的內(nèi)容：1）以華201S和11-32A為母本，分別與重組自交系(T219/T226)雜交配組并獲得雜合遺傳群體。了解雜合遺傳群體在不同環(huán)境結(jié)實率的

3、表現(xiàn)，并在抽穗開花期對這兩個群體進行耐高溫鑒定以及耐高溫QTL分析；2)以25個材料為耐高溫性供體親本，以T219或T226為受體親本，不斷的進行雜交和回交，初步構(gòu)建水稻耐高溫近等基因系(NIL)，調(diào)查和分析各個回交世代結(jié)實率的耐高溫表現(xiàn)，并分析BC2F2世代是否符合孟德爾1:2:1規(guī)律；3）以T219和T226試驗材料，在抽穗開花期對這兩個試驗材料進行高溫、干旱以及高溫和干旱逆境脅迫，分析基因在不同逆境條件的表達模式以及在不同組織中的

4、特異性表達。以上實驗主要研究結(jié)果如下：
　　 1.對親本T219和T226進行抽穗開花期耐高溫鑒定，結(jié)果表明，兩者在耐高溫性上存在明顯差異，T226的結(jié)實率明顯高于T219。但兩者的花粉育性并未出現(xiàn)明顯的差異，但T226花粉在柱頭上附著量明顯多于高溫敏感材料T219，推測在抽穗開花期，高溫對結(jié)實率的影響并不受花粉育性的影響，而與花粉在柱頭上的附著量有一定的關(guān)系。
　　 2.不同環(huán)境條件下，華201S/RIL(T219/T

5、226)群體各株系間差異明顯；且在3種不同的環(huán)境下，該群體的結(jié)實率都高于Ⅱ-32A/RIL(T219/T226)群體，說明在不同的環(huán)境條件下華201S/RIL(T219/T226)群體結(jié)實率相對穩(wěn)定。
　　 3.相關(guān)性分析表明，群體在兩兩不同的環(huán)境條件下都呈極顯著相關(guān)，說明環(huán)境對群體的結(jié)實率有明顯的影響；另外群體在高溫、盆栽以及田間條件下的結(jié)實率都與父本表現(xiàn)極顯著相關(guān)。
　　 4.群體的結(jié)實率在一定程度上存在雜種優(yōu)勢，其

6、中的正向或負(fù)向優(yōu)勢各有表現(xiàn)。群體在競爭優(yōu)勢方面整體表現(xiàn)為負(fù)競爭優(yōu)勢居多，其中只有45個組合表現(xiàn)為正向競爭優(yōu)勢，占32.61％;而群體在超親優(yōu)勢上表現(xiàn)為正向優(yōu)勢，其中有64個組合表現(xiàn)為正向超親優(yōu)勢，占46.38％。
　　 5.利用人工氣候室對兩個群體進行抽穗開花期的耐高溫處理，以耐高溫系數(shù)為耐高溫指標(biāo)，對水稻抽穗開花期耐熱性進行了QTL定位分析，兩群體共定位4個耐熱性QTL，分別位于第4、7、10和11染色體，其貢獻率分別是5.0